原电池习题.doc

(时间60分钟，满分100分)一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1(2011石家庄质检)下列有关工业生产的叙述中正确的是()A硫酸生产中常采用高压条件来提高SO2的转化率B合成氨中及时分离液态氨可以提高化学反应速率C电解精炼铜时，电解液中c(Cu2)基本保持不变D氯碱工业中阳极得到氢氧化钠和氢气解析：A项，硫酸工业生产的条件是常压B项，及时分离液态氨并不能提高化学反应速率，而是为了提高N2、H2的转化率D项，阳极是Cl失电子得到Cl2，阴极得到的是NaOH和H2.答案：C2下图中有关电化学的图示，完全正确的是()解析：A项，Zn比Cu活泼，因此Zn作负极，Cu作正极；B项，精炼铜时，粗铜作阳极，精铜作阴极；C项，在铁片上镀锌，Zn作阳极，Fe作阴极；D项，据电流方向知右边为阳极，发生反应2Cl2e=Cl2，Cl2能使KI淀粉溶液变蓝色，阴极上发生反应2H2e=H2，可用向下排空气法收集产生的H2，同时生成的NaOH使含酚酞的溶液变红色答案：D3(2011南昌调研)用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，电解一段时间后，向电解液中加入0.1 mol碱式碳酸铜晶体(不含结晶水)，恰好使溶液恢复到电解前的浓度和pH.下列有关叙述不正确的是()A电解过程产生的气体体积(在标准状况下)为5.6 LB电解过程转移的电子数为3.6121023个C电解过程只发生了2CuSO42H2O2CuO22H2SO4D加入碱式碳酸铜的反应是：Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO4CO23H2O解析：加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3可以恢复到原状，可将其看做0.1 mol的2CuOH2OCO2，说明电解过程发生的反应为：2CuSO42H2O2CuO22H2SO4和2H2O2H2O2.其中反应析出铜0.2 mol，消耗硫酸铜0.2 mol，反应消耗水为0.1 mol，反应生成氧气0.1 mol，反应生成气体为0.15 mol，共生成气体5.6 L(标准状况下)；反应转移电子0.4 mol，反应转移电子0.2 mol，共转移电子0.6 mol，转移的电子数为3.6121023个答案：C4能够使反应Cu2H2O=Cu(OH)2H2发生的是()A用铜片作阴、阳电极，电解氯化铜溶液B用铜片作阴、阳电极，电解硫酸钾溶液C铜锌合金在潮湿空气中发生电化学腐蚀D铜片作原电池的负极，碳棒作原电池的正极，氯化钠溶液作电解质溶液解析：本题考查电化学知识，综合运用电化学原理和实验设计由于该反应不能自发进行，因此只能将该反应设计成电解池，排除C、D两项，A项中用CuCl2溶液相当于电镀答案：B5(2011宜春模拟)1 L 1 mol/L的AgNO3溶液在Ag作阳极，Fe作阴极的电解槽中电解，当阴极增重2.16 g时，下列判断不正确的是()A溶液浓度仍为1 mol/LB阳极上产生112 mL O2(标准状况)C转移的电子数是1.2041022个D反应中有0.02 mol金属被氧化解析：该装置为电镀池，电镀过程中，c(AgNO3)保持浓度不变；阳极反应式为Age=Ag，阴极反应式为Age=Ag.当阴极增重2.16 g(0.02 mol Ag)时，转移电子数为1.2041022 个，阳极上有0.02 mol Ag被氧化答案：B6一定条件下，电解较稀浓度的硫酸，其还原产物为双氧水，该原理可用于制取双氧水，其电解的化学方程式为：3H2O3O2=O33H2O2.下列有关说法正确的是()A电解池的阳极生成双氧水，阴极生成臭氧B电解池中硫酸溶液的pH保持不变C产生臭氧的电极反应式为3H2O6e=O36HD产生双氧水的电极反应式为2H2O2e=H2O22H解析：根据化合价变化知阳极产物为O3，阴极产物H2O2，A错误，反应中消耗掉H2O，溶液pH变小，B错误电极反应式为，阳极：3H2O6e=O36H；阴极：3O26e6H=3H2O2，C正确，D错误答案：C7用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后，恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子为()A0.1 molB0.2 molC0.3 mol D0.4 mol解析：Cu(OH)2从组成上可看成CuOH2O，加入0.1 mol Cu(OH)2后，恰好恢复到电解前的浓度和pH，即电解生成了0.1 mol H2SO4，并消耗0.1 mol H2O，由电解的总反应式：2H2O2CuSO42CuO22H2SO4,2H2O2H2O2，知：2CuSO44e，2H2O4e，所以电解过程中转移电子为0.2 mol0.2 mol0.4 mol.答案：D8(2011镇江六校联考)用惰性电极和串联电路电解下列物质的水溶液：NaCl，NaNO3，CuCl2，AgNO3，在相同时间内生成气体的总体积(同温同压下测定)，理论上由多到少的顺序是()A BC D解析：有关电解的化学方程式为：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl22H2O2H2O2CuCl2CuCl24AgNO32H2O4AgO24HNO3当有4 mol电子通过各电解池时，产生的气体分别为：2 mol H2和2 mol Cl2，共4 mol; 2 mol H2和1 mol O2，共3 mol；2 mol Cl2；1 mol O2，故产生的气体在相同条件下的体积为.答案：A9(2010浙江调研)某同学用镀铜的石墨作阳极、石墨作阴极电解稀硫酸，用曲线表示电解过程中阴极增加的质量(m)随时间(t)的变化关系，用曲线表示溶液pH随时间(t)的变化关系下列曲线图合理的是(电解初期溶液中H放电)()解析：据题意得，本题电解分三个阶段：开始电解时，阳极发生的电极反应为Cu2e=Cu2，阴极发生的电极反应为2H2e=H2；第二阶段，石墨上的铜不断溶解至完全，随着溶液中Cu2浓度增加，阳极电极反应式为Cu2e=Cu2，阴极电极反应式为Cu22e=Cu；第三阶段，铜离子完全放电，电解过程相当于电解稀硫酸可见，电解过程中阴极的质量开始不变，然后增加，最后不变；溶液pH随时间(t)的变化关系为开始增大，随后相当于电镀，pH不变，最后电解硫酸，相当于电解水，pH减小符合题意的为A.答案：A10(2011贵阳五校联考)CuI是一种不溶于水的白色固体，它可以由反应2Cu24I=2CuII2得到如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，在KI淀粉溶液中阳极周围变蓝色，则下列说法正确的是()A若a极变红，则在Pt电极上：2I2e=I2，碘遇淀粉变蓝B若b极变红，在Pt电极上：4OH4e=2H2OO2，O2将I氧化为I2，碘遇淀粉变蓝C若a极变红，在Cu电极上：Cu2e=Cu2，Cu极附近发生反应2Cu24I=2CuII2，I2遇淀粉变蓝色D若b极变红，在Cu极上：Cu2e=Cu2，Cu2显蓝色解析：若a极变红，表明H2O电离出来的H 在a极上得到电子，因此右侧a为阴极，b为阳极，左侧Pt为阴极，电极反应式为2H2e=H2，Cu为阳极，电极反应式为Cu2e=Cu2，Cu极附近溶液中发生反应2Cu24I=2CuII2，淀粉遇I2变蓝色，A错误，C正确；若b极变红，表明右侧a为阳极，b为阴极，左侧Pt为阳极，电极反应式为2I2e=I2，淀粉遇I2变蓝，Cu为阴极，电极反应式为2H2e=H2，B、D错误答案：C二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11(13分)在25时，用石墨电极电解2.0 L 2.5 mol/L CuSO4溶液，如有0.20 mol 电子发生转移，试回答下列问题：(1)阴极发生_反应，电极反应为_(2)阳极发生_反应，电极反应为_(3)电解后得到的Cu的质量是_，得到的O2的体积(标准状况)是_，溶液的pH是_(4)如用等质量的两块铜片代替石墨作电极，电解后两铜片的质量相差_，电解液的pH_(填“变小”“变大”或“不变”)解析：用惰性电极电解CuSO4溶液时，阴极反应：2Cu24e=2Cu，阳极反应：4OH4e=O22H2O，总反应：2CuSO42H2O2CuO22H2SO4.转移0.20 mol电子时，得到0.10 mol Cu,0.05 mol O2，溶液中的c(H)0.10 mol/L，pH1.如用等质量的两块铜片代替石墨作电极，则为电镀池，阳极损失0.10 mol Cu，阴极得到0.10 mol Cu，两极相差12.8 g的质量，溶液的pH不变答案：(1)还原2Cu24e=2Cu(2)氧化4OH4e=2H2OO2(3)6.4 g1.12 L1(4)12.8 g不变12(13分)(2010全国卷)下图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色(指示剂的pH变色范围：6.88.0，酸色红色，碱色黄色)回答下列问题：(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是_(填编号)A管溶液由红变黄B管溶液由红变黄A管溶液不变色B管溶液不变色(2)写出A管中发生反应的反应式：_；(3)写出B管中发生反应的反应式：_；(4)检验a管中气体的方法是_；(5)检验b管中气体的方法是_；(6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是_.解析：本题考查电解原理和气体检验，意在考查考生化学用语书写能力和实验能力根据图可以确定，A极为阴极，B极为阳极A极H放电，A极附近OH增加，溶液碱性增强，A极附近溶液变黄色，同时Mg2与OH结合生成Mg(OH)2沉淀；B极OH放电，使得溶液中H增加，B极附近溶液显酸性，溶液仍为红色电解后，将电解液倒入烧杯中，A极附近生成的Mg(OH)2与B极附近生成的H2SO4反应，生成MgSO4，即沉淀溶解，溶液呈红色根据上述分析，a中收集的是氢气，b中收集的是O2.答案：(1)(2)2H2e=H2(写2H2O2e=2OHH2同样给分)，Mg22OH=Mg(OH)2(3)4OH4e=2H2OO2(写2H2O4e=4HO2同样给分)(4)用拇指按住管口，管口向下取出试管，靠近火焰，放开拇指，有“噗”声，管口有蓝色火焰(5)用拇指按住管口，取出试管正放，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃(6)溶液呈红色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)13(12分)氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过(1)图中X、Y分别是_、_(填化学式)，分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小_(2)分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应，正极：_；负极：_.(3)这样设计的主要节(电)能之处在于_、_(写出2处)解析：本题突破口在于B(燃料电池)，通入空气，氧气发生还原反应，此处为正极，因此B的左边一定是负极，通入的是H2，即Y为H2；A(电解池)中，根据电解饱和食盐水的化学方程式可知X为Cl2；A中的NaOH进入燃料电池正极再出来，依据O22eH2O=2OH，可知NaOH溶液浓度增大该题中工艺将原电池与电解池联合，电池给电解池补充能量，反应之后碱的浓度得以浓缩答案：(1)Cl2H2a%b%(2)O22eH2O=2OHH22e2OH=2H2O(3)燃料电池可以补充电解池消耗的电能提高产出碱液的浓度，降低能耗(或其他合理答案)14(12分)(2011诸城调研)如图为相互串连的甲乙两个电解池，X、Y为直流电源的两个电极电解过程中，发现石墨电极附近先变红请回答：(1)电源X极为_极(填“正”或“负”)，乙池中Pt电极上的电极反应式为_(2)甲池若为电解精炼铜的装置，其阴极增重12.8 g，则乙池中阴极上放出的气体在标准状况下的体积为_，电路中通过的电子为_ mol.(3)若乙池剩余溶液的体积仍为400 mL，则电解后所得溶液c(OH)_.解析：由题意得